czym jest gromadzenie i normalizacja danych o odwróconej osmozie?

Wszystkie te warunki pracy bezpośrednio wpływają na jakość i ilość wody permeatu, którą mogą wytworzyć membrany RO. Ponieważ jednak te warunki pracy stale się zmieniają, niemożliwe jest porównanie zaobserwowanego działania niektórych parametrów w jednym punkcie i porównanie ich z innym punktem w różnych warunkach pracy. Zmieniające się czynniki, takie jak temperatura, jakość wody zasilającej, przepływ permeatu i regeneracja systemu, wszystkie wpływają na wydajność membrany.

Normalizacja danych RO pozwala użytkownikowi porównać wydajność membrany RO z ustalonym standardem, który nie zależy od zmieniających się warunków pracy. Znormalizowane dane zmierzą bezpośredni stan membrany RO i pokażą rzeczywistą wydajność i stan membrany RO.

Dane, które nie są znormalizowane, mogą wprowadzać w błąd, ponieważ tak wiele zmiennych może powodować zmiany, które mogą wydawać się problemami, gdy w rzeczywistości nimi nie są. Temperatura wody zasilającej jest najbardziej zauważalnym czynnikiem wpływającym na wydajność systemu RO. Ogólną zasadą jest szacowanie zmiany przepływu permeatu o 1,5% na zmianę stopnia Fahrenheita (F⁰).

Interpretacja danych

Operator RO ostatecznie martwi się dwoma wynikami: jakością i ilością produkowanej wody. Jak wspomniano powyżej, na te dwa czynniki może wpływać wiele zmiennych, takich jak ciśnienie wody zasilającej, odzysk systemu i zmiany jakości wody zasilającej, żeby wymienić tylko kilka.

Jeśli chodzi o gromadzenie i normalizację danych dotyczących odwróconej osmozy (RO), istnieją trzy obliczone wartości, które pomagają uzyskać lepszy obraz rzeczywistej wydajności membrany i pomóc w dokładnym rozwiązywaniu potencjalnych problemów z systemem RO, związanych z ilością i jakością wody wytwarzanej przez system RO. Zbierając dane operacyjne, normalizując je, a następnie analizując trendy znormalizowanych danych w czasie i porównując wartości z wartościami bazowymi (obliczonymi na podstawie wartości początkowych, gdy membrany RO były nowe lub po ich czyszczeniu lub wymianie) umożliwia proaktywne podjąć działania mające na celu rozwiązanie wszelkich problemów, zanim nastąpi nieodwracalne uszkodzenie membran RO.

Trzy obliczone wartości używane do monitorowania i trendu to:
• Znormalizowany przepływ permeatu (NPF)
• Znormalizowane odrzucanie soli (NSR)
• Znormalizowana różnica ciśnień (NPD)

Znormalizowany przepływ permeatu (NPF)

NPF mierzy ilość wody permeatu wytwarzanej przez RO. Jeżeli wartość NPF spadnie o 10% do 15% poniżej wartości bazowej (odczyt NPF przy uruchomieniu z nowymi membranami lub po wymianie lub czyszczeniu membran), oznacza to zabrudzenie membrany RO lub osadzanie się kamienia i membrany RO powinny zostać oczyszczone.

Jeśli wartość NPF wzrasta, oznacza to uszkodzenie membrany RO. Uszkodzenie może być spowodowane atakiem chemicznym (utleniaczem takim jak chlor) na membranę lub problemem mechanicznym (np. uszkodzeniem pierścienia uszczelniającego).

Jak obliczany jest znormalizowany przepływ permeatu (NPF).

Wzór do obliczenia znormalizowanego przepływu permeatu (NPF):

• NPF = przepływ permeatu x (linia bazowa iNDP/aNDP) x (linia bazowa TCF/TCF)

Gdzie:

• Feed TDS = przewodność zasilania/2
• Współczynnik koncentratu = (Przepływ permeatu + Przepływ koncentratu) / Przepływ koncentratu
• Koncentrat TDS = TDS paszy x współczynnik koncentratu
• Średnie ciśnienie jazdy netto (aNDP) = (((Ciśnienie zasilania + Ciśnienie koncentratu)/2) – ((TDS zasilania – TDS koncentratu)/200)) – Ciśnienie permeatu
• Temperatura zasilania C = (5/9) x (Temperatura zasilania – 32)
• TCF (współczynnik korekcji temperatury) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+temperatura zasilania C))))

Znormalizowane odrzucanie soli (NSR)

NSR wskazuje, jak dobrze membrana RO odrzuca sole (zanieczyszczenia), a tym samym wpływa na jakość wody permeatu. Jeśli NSR maleje, wówczas objętość soli przechodzących przez membranę RO wzrasta, tworząc permeat o niższej jakości. Spadek NSR może wskazywać na zanieczyszczenie, osadzanie się kamienia lub degradację membrany RO. Dobrze działająca membrana RO powinna zapewniać odrzucenie od 97% do 99%. Membrana jest uważana za „złą”, gdy współczynnik odrzucenia RO spada do 90% lub mniej. Normalny zakres działania RO charakteryzuje się stałym spadkiem NSR podczas ciągłego użytkowania. Membrany RO zwykle wytrzymują kilka lat, zanim wymagają wymiany, a stały spadek NSR jest normalną oznaką starzenia się membrany. Właściwy sposób czyszczenia membrany RO może pomóc w poprawie NSR.

NSR może być pomocny w identyfikowaniu problemów związanych z biofoulingiem. Kiedy problemem jest biofouling, często NSR wzrasta, a NPF maleje. Dzieje się tak dlatego, że biofoulant faktycznie uszczelnia małe niedoskonałości membrany RO, zwiększając w ten sposób odrzucanie soli. Z biegiem czasu warstwa biofoulantu starzeje się i zaczyna obumierać, a substancje chemiczne, takie jak CO2, metan i/lub substancje organiczne,
kwasy zaczynają dyfundować przez membranę, wpływając na jakość wody permeatu (mniejsze odrzucenie soli skutkujące niższym NSR).

Jak oblicza się znormalizowane odrzucenie soli (NSR).

Wzór na obliczenie znormalizowanego odrzucenia sprzedaży (NSR) wygląda następująco:

• NSR = 100 ((przejście soli x (przepływ permeatu/podstawowy przepływ permeatu) x TCF) x 100)

Gdzie:

• Permeat TDS = Przewodność permeatu x 0,67
• Feed TDS = przewodność zasilania / 2
• Odrzucenie soli = 1 – (Permeat TDS / Feed TDS)
• Przejście przez sól = 1 – Odrzucenie soli
• Temperatura zasilania C = (5/9) x (Temperatura zasilania – 32)
• Współczynnik korekcji temperatury (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ temperatura zasilania C))))

Wyjaśnienie współczynnika korekcji temperatury (TCF).

Temperatura wody jest jednym z kluczowych czynników wpływających na działanie membran odwróconej osmozy. Producenci membran podają współczynniki korekcji temperatury dla danych temperatur roboczych, które mogą się różnić w zależności od producenta i można je obliczyć na różne sposoby. Metoda ASTM, jak pokazano powyżej w obliczeniach NPF i NSR, ze współczynnikiem membrany wynoszącym 2640, jest używana w celu znalezienia wariancji RO. Stosowany jest współczynnik membranowy 2640, ponieważ większość naszych membran będzie zgodna z tą liczbą, a wpływ zastosowania konkretnego współczynnika dla każdej membrany na obliczenia jest znikomy.

Znormalizowana różnica ciśnień (NPD)

NPD mówi nam, jak czysty jest element dystansujący wodę zasilającą na membranie. Te elementy dystansowe mają tylko około 30 tysięcznych cala grubości i są wyjątkowo podatne na zatykanie. W miarę zatykania wzrasta opór przepływu i wzrasta ciśnienie dop.

Wartość NPD zacznie z czasem rosnąć z powodu zanieczyszczania i osadzania się kamienia. Membrany RO należy czyścić, gdy DPD wzrośnie o 15% do 25% powyżej wartości bazowej. NPD i NPF należy monitorować łącznie, aby określić, kiedy należy wyczyścić membrany RO. Często NPF spadnie, a NPD pozostanie niezmieniona. Dzieje się tak po prostu dlatego, że problemy z zanieczyszczeniem/kamieniem nie zatykają jeszcze przekładek wody zasilającej. Z czasem NPD będzie wzrastać w związku ze spadkiem NPF. Spadek NPD wynika zwykle z wadliwego oprzyrządowania lub błędów popełnionych podczas gromadzenia danych.

Jeśli można zmierzyć NPD dla każdego etapu RO, zwykle można zidentyfikować problemy pomiędzy zanieczyszczeniem a osadzaniem się kamienia w oparciu o lokalizację zwiększonego spadku ciśnienia. Wzrost NPD w przednim etapie RO wskazuje na problem z zanieczyszczeniem, a wzrost NPD na drugim etapie wskazuje na skalowanie.

Jak obliczana jest znormalizowana różnica ciśnień (NPD).

Wzór do obliczenia znormalizowanej różnicy ciśnień (NPD) jest następujący:

• NPD = spadek ciśnienia x (średni przepływ bazowy / średni przepływ)

Gdzie:

• Spadek ciśnienia = Ciśnienie zasilania – Ciśnienie koncentratu
• Średni przepływ = (przepływ permeatu + przepływ koncentratu)/2